技术摘要：
本发明提供一种高选择性制备1,3‑丁二醇的方法和系统。所述方案以乙醛为原料、以无机碱为催化剂，pH值11～14的条件下在盘管式反应器中发生缩合反应；调节反应液pH值至中性后，分离未反应的乙醛和3‑羟基丁醛粗品溶液；以骨架镍催化剂，60～90℃催化加氢即得1,3‑丁二醇  全部
背景技术：
1,3-丁二醇具有良好的吸湿性和水溶性，无臭低毒，具有二元醇的反应性。1,3-丁 二醇的用途十分广泛，可用于生产增塑剂、不饱和聚酯树脂、工业用脱水剂等；亦可用作纺 织品、烟草和纸张的增湿剂和软化剂，乳酪或肉类的抗菌剂等；还可用于化妆品中作为保湿 剂。 目前，在1,3-丁二醇的制备方法中，以乙醛缩合法为主流。其生产工艺如下：在釜 式反应器中，乙醛在碱性水溶液中发生缩合反应生成3-羟基丁醛，加酸中和反应液后，加氢 生成1,3-丁二醇。虽然反应路线较短，但采用传统方法反应选择性差，收率不理想；特别是 釜式反应器，因为釜内流体返混的问题，容易导致副反应发生。 专利CN109422635A中分析了釜式反应器不适用于乙醛缩合反应的原因，3-羟基丁 醛容易在碱性条件下与乙醛继续发生深度缩合，生成多种副产物，降低反应选择性。此外， 3-羟基丁醛中间体在高温条件下容易分解，也是导致产物收率低的原因。 专利CN108383684A中公开了利用列管式反应器替代釜式反应器，以减少1,3-丁二 醇制备过程中的不必要的返混，减少副产物生成的制备方法。但该方法的物料停留时间最 长需达24h,且每吨乙醛产出0.51～0.92吨1,3-丁二醇，产出率不稳定。 因此，在现有制备工艺的基础上，减少乙醛缩合过程的副反应，降低加氢反应的温 度和压力，成为提高1,3-丁二醇选择性的主要研究方向。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明创造旨在提出一种高选择性制备1,3-丁二醇的方法，以解决现 有技术中存在的问题。 为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的： 一种高选择性制备1,3-丁二醇的方法，以乙醛为原料、以无机碱为催化剂，在盘管 式反应器中发生缩合反应生成3-羟基丁醛粗品溶液；骨架镍催化剂催化3-羟基丁醛加氢即 得1,3-丁二醇粗品溶液。 具体包括以下工艺步骤： S1 .制备3-羟基丁醛粗品：以40wt％乙醛水溶液为优选的原料，在无机碱催化下， 在盘管式反应器中发生缩合反应，准确控制物料配比、反应温度和停留时间。 其中，所述无机碱为氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种；加入的乙醛与无机碱的 质量比为15～50:1。 所述盘管式反应器盘管内的反应温度为-8～8℃，优选-5～5℃；pH控制在11～14 之间。 所述盘管式反应器盘管内的反应停留时间为5～10min，优选6～8min。 3 CN 111574325 A 说　明　书 2/5 页 S2.乙醛回收：步骤S1所得缩合反应液加酸调节pH值至中性，进入乙醛回收塔；乙 醛回收塔塔顶馏出物为未反应的乙醛，加水配成40wt％乙醛继续作为原料返回乙醛原料 罐，乙醛回收塔塔底为3-羟基丁醛粗品溶液。 所述乙醛回收塔的塔顶温度为40～55℃，塔顶压力为200～280kPa；塔底温度为60 ～90℃，塔底压力为300～350kPa。 S3.加氢制备1,3-丁二醇：步骤S2乙醛回收塔塔底流出液进入加氢反应装置，反应 装置中骨架镍催化剂与3-羟基丁醛粗品溶液的质量比为1:6～12，反应温度为60～90℃，优 选70～80℃；加氢反应时间为10～30min。加氢反应液经固液分离器分离出的催化剂返回加 氢反应装置，固液分离所得母液即为生成的1,3-丁二醇粗品溶液。 进一步地，所述1,3-丁二醇的制备方法还包括步骤S4产品精制。 本发明的另一目的是提供一种实现上述1,3-丁二醇制备方法的系统，包括依次连 接的盘管式反应器、乙醛回收塔、加氢反应装置和固液分离器。 其中，所述盘管式反应器由盘管和盘管外壁设置的换热腔体夹层组成；所述盘管 有两个进料口，分别与乙醛原料罐和无机碱原料罐相连；所述盘管式反应器还包括一个出 料口，与下游的乙醛回收塔相连。所述盘管式反应器的换热腔体夹层有循环介质进口和出 口，通过控制循环介质的温度来控制盘管内的反应温度，循环介质可选择乙二醇与水的混 合溶液。循环介质进口靠近盘管的进料口，循环介质出口靠近盘管的出料口。 所述盘管式反应器的内直径为2.0～4.5mm，优选3.0～4.0mm；反应管壁厚0.8～ 1.0mm；反应管长度为32～45m，优选35～40m。 进一步地，所述乙醛原料罐和无机碱原料罐与管式反应器之间装有流量计及阀 门，可以控制溶液进入到管式反应器的量。 进一步地，所述盘管式反应器和乙醛回收塔之间设置中和釜，中和釜釜顶设有进 料口，中和釜釜底出料口连接所述乙醛回收塔中部。 乙醛回收塔的塔顶出料口连接乙醛原料罐或盘管式反应器的进料口，乙醛回收塔 的塔底连接所述加氢反应装置的进料口，作为优选，使用两台加氢反应釜串联进行加氢反 应。 所述加氢反应装置的出料口连接固液分离器，固液分离器的液体出口连接滤液 罐，用于存储1,3-丁二醇粗品溶液；固体出口连接加氢反应釜的进料口，将骨架镍催化剂送 回加氢反应装置中。作为优选，所述加氢反应装置与固液分离器之间设置物料缓冲罐。 进一步地，所述滤液罐出口连接后续精制单元处理。 相对于现有技术，本发明所述的高选择性制备1,3-丁二醇的方法和系统具有以下 优势：采用了极有利于传热的盘管式缩合反应器，能够准确控制反应温度、物料配比和停留 时间。同时，在加氢反应步骤中，采用了较低的加氢温度和串联的反应釜，有效减少了副反 应的发生。所述反应工艺提高了反应效率、反应稳定性和产品选择性。 附图说明 图1为本发明实施例所述的1,3-丁二醇的制备系统示意图。 附图标记说明： 1-盘管式反应器；2-中和釜；3-乙醛回收塔；4-第一加氢反应釜；5-第二加氢反应 4 CN 111574325 A 说　明　书 3/5 页 釜；6-物料缓冲罐；7-离心机；8-滤液罐；9-乙醛原料罐；10-无机碱原料罐。